La idea es que las señales se propaguen a una velocidad finita, es decir, cierta señal tarda t
en llegar de un extremo de la línea de transmisión a la otra. El cable también tiene cierta capacitancia / inductancia intrínseca por unidad de longitud, que se puede aproximar con una impedancia característica (suponiendo sin pérdidas):
Z0=LC−−√
Esta es la impedancia experimentada inicialmente por la fuente cuando la señal cambia, con el nivel de señal actuando como un circuito divisor de voltaje entre R1 y Z0:
Vs=VinZ0R1+Z0
Cuando la señal se propague al final del cable, se dará cuenta de que no hay nada en lo que volcar la energía de la señal. La señal debe ir a algún lado, por lo que rebota en el otro extremo y vuelve a la fuente. Cuando llega a la fuente, el voltaje de la fuente será dos veces el Vs original , que fluirá de regreso a través de R1 a la fuente.
Si R1 = Z0 , VS=Vin y toda la línea de transmisión ha alcanzado el estado estacionario porque no se puede inyectar o absorber más energía en la línea. Esto es ideal porque la línea ha alcanzado el estado estable en ~2t
(una t para llegar al objetivo y una t para volver a la fuente).
Si R1 es demasiado grande, VS seguirá siendo mayor que Vin por lo que la fuente continuará volcando energía en la línea de transmisión, y el voltaje de la línea de transmisión aumentará lentamente a medida que la señal rebota hacia adelante y hacia atrás.
Si R1 es demasiado pequeño, VS se sobrepasará cuando vuelva la señal. En este caso, una onda de borde descendente se propagará por la línea porque la fuente está tratando de absorber el exceso de energía bombeada en la línea, y nuevamente el voltaje rebotará hacia adelante y hacia atrás hasta alcanzar el estado estable.
En los últimos 2 casos, el voltaje objetivo podría rebotar por encima / debajo de un cierto nivel de lógica digital varias veces para que el receptor pudiera obtener bits de datos falsos como resultado. Esto también podría ser potencialmente dañino para la fuente porque la señal reflejada puede aumentar induciendo un estrés excesivo en la fuente.
Ahora, ¿qué ocurre si le damos algo al otro lado, como una resistencia R2 ?
R2=Z0
R2 es demasiado pequeño / demasiado grande, terminaremos con señales de reflexión similares a las anteriores, excepto que la señal está invertida.
R1=Z0R2=Z0R1=R2=Z0
Escribí un simulador de línea de transmisión en línea para jugar con el que demuestra la terminación de la fuente. Lo encontré útil para visualizar estas ondas de propagación de señales a lo largo de la línea de transmisión. Elija un R2 lo suficientemente grande y puede aproximar un abierto, como el caso que tiene. Esto solo modela líneas de transmisión sin pérdidas, pero generalmente es lo suficientemente preciso.